Гравиполи. ТРИЗ

Владимир Петров

В книге описана одна из тенденций развития систем: способы «управления» гравитационным полем и тенденции использования гравитации.

2. Основные физические принципы

Для лучшего понимания материала напомним общеизвестные физические истины.

Сила тяготения описывается формулой (2.1)

Cила тяготения

Где

F — сила тяготения;

G — гравитационная постоянная;

m₁, m₂ — массы тел;

r — расстояние между телами.

Сила тяжести описывается формулами (2.2) и (2.3)

Cила тяготения

Cила тяготения

Ускорение свободного падения

Где

F_т — сила тяжести;

G — гравитационная постоянная;

M — масса Земли;

m — масса тела на поверхности Земли;

g — ускорение свободного падения;

R — радиус Земли.

Вес тела — это сила, действующая на опору или подвес (которые удерживают тело от свободного падения вследствие тяготения Земли). Вес тела, покоящегося в инерциальной системе отсчета, совпадает силой тяжести и описывается формулой (2.5)

Вес тела

Где

P — вес тела;

m — масса тела;

g — ускорение свободного падения.

Покажем возможности изменения веса тела.

1. Опора неподвижна или движется равномерно

Вес определяется по формуле (2.5)

2. Опора движется с ускорением

Вес тела

Где

P — вес тела;

m — масса тела;

g — ускорение свободного падения;

a — ускорение движения тела.

2.1. Ускорение направлено вверх — перегрузка.

При этом формула веса будет иметь вид (2.6)

2.2. Ускорение направлено вниз — уменьшение веса.

Формула веса имеет вид (2.7)

Вес тела

3. Тело движется по окружности в вертикальной плоскости

Вес тела

Где

P — вес тела;

m — масса тела;

g — ускорение свободного падения;

V — скорость движения тела;

r — радиус окружности.

3.1. Тело находится в нижнем положении

Формула веса имеет вид (2.8)

Рис. 2.1. Тело в нижнем положении

3.2. Тело находится в верхнем положении

Формула веса имеет вид (2.9)

Вес тела

Рис. 2.2. Тело в верхнем положении

4. Тело находится в различных средах

Формула веса имеет вид (2.10)

Вес тела

Где

P — вес тела;

F_a — сила Архимеда;

m — масса тела;

g — ускорение свободного падения.

Где

Сила Архимеда

F_a — сила Архимеда;

ρ — удельная плотность среды (жидкости или газа);

V — объем тела.

Сила Архимеда проявляется, когда тело непосредственно находится в среде.

5. На тело воздействует сила, увеличивающая или уменьшающая вес